Kimia Dasar: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Konsentrasi: c = n/V
Perbandingan mol: gunakan koefisien persamaan reaksi yang setara
Pereaksi pembatas: zat yang habis lebih dulu
Rendemen persen: aktual / teoretis × 100%

Metode

Tulis dan setarakan persamaan reaksi kimianya.
Ubah massa yang diberikan ke mol: n = m/M.
Gunakan koefisien sebagai perbandingan mol untuk mencari mol zat yang Anda inginkan.
Ubah kembali ke massa dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, cari pereaksi pembatas dulu.

Molaritas & pengenceran

Molaritas: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Metode

Ubah massa ke mol dengan n = m/M.
Ubah volume ke liter.
Molaritas c = n/V dalam mol/L.
Pada pengenceran, jumlah mol tetap: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas ideal

Hukum gas ideal: pV = nRT
Konstanta gas: R = 8,314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273,15

Kalorimetri & entalpi

Kalor: q = m·c·ΔT
Air: c = 4,18 J/(g·°C)
Kalorimeter: kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Entalpi reaksi: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Kesetimbangan kimia

Tetapan kesetimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Tabel ICE: Awal, Perubahan (×koefisien), Kesetimbangan
Persamaan kuadrat: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Metode

Tulis K_c sebagai produk per pereaksi, masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.
Susun tabel ICE: Initial (awal), Change (perubahan, dalam kelipatan x kali koefisien), Equilibrium (kesetimbangan).
Masukkan pernyataan kesetimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Periksa apakah x cukup kecil untuk pendekatan; jika tidak, selesaikan persamaan kuadratnya.

pH & larutan penyangga

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asam lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Larutan penyangga: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pengenceran: c₁V₁ = c₂V₂

Metode

Tentukan apakah asam atau basanya kuat (terdisosiasi sempurna) atau lemah.
Asam kuat: [H⁺] sama dengan konsentrasinya. Basa kuat: cari [OH⁻] dulu.
Asam lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetika reaksi

Orde satu: ln(C_A/C_A0) = −kt
Waktu paruh (orde satu): t_½ = ln 2/k
Orde dua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soal latihan

1.StoikiometriSedang

6 g CH₄ dan 10 g O₂ bereaksi menurut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapa massa m CO₂ yang dapat terbentuk?

M(CH₄) = 16,04M(O₂) = 32M(CO₂) = 44,01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSulit

Dalam reaksi 2Mg + O₂ → 2MgO, 8 g Mg bereaksi sempurna (pereaksi lain berlebih) dan diperoleh 10,87 g MgO. Tentukan rendemen persen Y.

M(Mg) = 24,31 g/molM(MgO) = 40,3 g/molaktual: 10,87 g

Y = %

3.Molaritas & pengenceranSedang

Anda membutuhkan 200 mL larutan 0,25 mol/L dan memiliki larutan stok 0,5 mol/L. Berapa volume V₁ larutan stok yang Anda perlukan?

c₁ = 0,5 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molaritas & pengenceranSulit

Sebanyak 300 mL larutan 0,8 mol/L dicampur dengan 400 mL larutan 0,1 mol/L dari zat yang sama. Tentukan konsentrasi c campuran tersebut (volume dianggap aditif).

c₁ = 0,8 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0,1 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas idealSedang

Tangki 10 L berisi 10 g CH₄ pada 20 °C. Anggap sebagai gas ideal dan cari tekanan P.

m = 10 gM = 16,04 g/molV = 10 LT = 20 °CR = 8,314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas idealSulit

Cari massa jenis ρ O₂ pada 550 kPa dan 190 °C, dengan menganggapnya gas ideal.

M = 32 g/molP = 550 kPaT = 190 °CR = 8,314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSedang

Sebuah balok aluminium bermassa 50 g (c = 0,897 J/(g·°C)) bersuhu 170 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4,18 J/(g·°C)) bersuhu 25 °C di dalam gelas berinsulasi. Tentukan suhu akhirnya T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0,897 J/(g·°C)T_metal = 170 °Cm_water = 400 gT_water = 25 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSulit

Gunakan entalpi pembentukan standar untuk menentukan kalor q yang dilepaskan ketika 25 g C₄H₁₀ (M = 58,12 g/mol) terbakar sempurna: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Nyatakan q sebagai bilangan positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125,6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Kesetimbangan kimiaSedang

Sebanyak 0,4 mol/L H₂ dan 0,4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam wadah dan bereaksi: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 36. Tentukan konsentrasi saat setimbang [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Kesetimbangan kimiaSulit

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0,2 pada suhu reaksi. Sebuah wadah mula-mula hanya berisi 0,8 mol/L PCl₅. Tentukan konsentrasi saat setimbang [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0,8 mol/LK_c = 0,2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & larutan penyanggaSedang

Tentukan pH pH larutan asam hipoklorit 0,2 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0,2 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & larutan penyanggaSulit

Larutan penyangga 1,00 L berisi 0,1 mol asam asetat dan 0,25 mol basa konjugasinya (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Ditambahkan 0,02 mol NaOH. Tentukan pH baru pH.

n(HA) = 0,1 moln(A⁻) = 0,25 moln(OH⁻) = 0,02 molKa = 1,8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetika reaksiSedang

Reaksi orde nol memiliki k = 0,02 mol/(L·min) dan dimulai pada 0,5 mol/L. Berapa lama waktu untuk mencapai konversi 80%? Cari t.

k = 0,02 mol/(L·min)C_A0 = 0,5 mol/LX = 80 %

t = min

14.Kinetika reaksiSulit

Dua eksperimen mengukur laju awal A → produk. Dengan C_A0 = 0,2 mol/L lajunya 0,02 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0,6 mol/L lajunya 0,54 mol/(L·s). Cari orde reaksi n terhadap A.

C_A0,1 = 0,2 mol/Lr₁ = 0,02 mol/(L·s)C_A0,2 = 0,6 mol/Lr₂ = 0,54 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawaban: m = 6,877 g

Stoikiometri: persamaan setara menghitung partikel, bukan gram. Ubah massa ke mol dengan n = m/M, gunakan koefisien persamaan sebagai perbandingan mol, lalu ubah kembali dengan m = n·M. Dengan dua pereaksi, pereaksi pembatas adalah yang habis lebih dulu dan menentukan banyaknya produk.

Mol setiap pereaksi

n(CH₄) = 6/16,04 = 0,3741 mol

n(O₂) = 10/32 = 0,3125 mol

Pereaksi pembatas

0,3741/1 = 0,3741, 0,3125/2 = 0,1563 → O₂

Massa produk

n(CO₂) = 0,1563·1 = 0,1563 mol

m = 0,1563·44,01 = 6,877 g

Jawaban

m = 6,877 g

2.Stoikiometri

Jawaban: Y = 81,96 %

Hasil teoretis

n(Mg) = 8/24,31 = 0,3291 mol

m = 0,3291·2/2·40,3 = 13,26 g

Rendemen persen

Y = 10,87/13,26·100 = 81,96%

Jawaban

Y = 81,96%

3.Molaritas & pengenceran

Jawaban: V₁ = 100 mL

Molaritas: konsentrasi c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pengenceran menambah pelarut tetapi tidak menambah zat terlarut, sehingga jumlah mol tetap sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Jika dua larutan dari zat terlarut yang sama dicampur, jumlah molnya dijumlahkan, demikian pula volumenya.

Volume larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0,25·200/0,5 = 100 mL

Jawaban

V₁ = 100 mL

4.Molaritas & pengenceran

Jawaban: c = 0,4 mol/L

Jumlah total

n = 0,8·300 + 0,1·400 = 280 mmol

Konsentrasi campuran

c = 280/700 = 0,4 mol/L

Jawaban

c = 0,4 mol/L

5.Hukum gas ideal

Jawaban: P = 151,9 kPa

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = m/M = 10/16,04 = 0,6234 mol

T = 20 + 273,15 = 293,1 K

Tekanan

P = nRT/V = 0,6234·8,314·293,1/0,01 = 151,9 kPa

Jawaban

P = 151,9 kPa

6.Hukum gas ideal

Jawaban: ρ = 4,571 kg/m³

Massa jenis gas ideal: ρ = PM/(RT).

Susun ulang hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 190 + 273,15 = 463,1 K

Massa jenis

ρ = 550·32/(8,314·463,1) = 4,571 kg/m³

Jawaban

ρ = 4,571 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: T_f = 28,79 °C

Kalor dan entalpi: memanaskan suatu zat memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, kalor yang dilepas benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin. Perubahan entalpi suatu reaksi diperoleh dari entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(produk) − ΣΔH°f(reaktan), masing-masing dikalikan koefisiennya.

Neraca kalor

50·0,897·(170 − T_f) = 400·4,18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44,85·170 + 1672·25)/(44,85 + 1672) = 28,79 °C

Jawaban

T_f = 28,79 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawaban: q = 1238 kJ

Entalpi reaksi

ΔH° = [8·(−393,5) + 10·(−285,8)] − [2·(−125,6) + 13·0] = −5755 kJ

Kalor untuk massa yang diberikan

n = 25/58,12 = 0,4301 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0,4301·2877 = 1238 kJ

Jawaban

q = 1238 kJ

9.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [H₂] = 0,1 mol/L

Kesetimbangan kimia: untuk aA + bB ⇌ cC + dD, tetapan kesetimbangannya adalah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan konsentrasi pada saat setimbang. Tabel ICE (Awal, Perubahan, Kesetimbangan) menghubungkan jumlah awal dengan jumlah saat setimbang melalui satu variabel x, yang dikalikan dengan koefisiennya.

Rumus kesetimbangan

36 = (2x)²/(0,4 − x)²

Tarik akar kuadrat

6 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·6/(2 + 6) = 0,3 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[H₂] = 0,4 − x = 0,1 mol/L

Jawaban

[H₂] = 0,1 mol/L

10.Kesetimbangan kimia

Jawaban: [Cl₂] = 0,3123 mol/L

Rumus kesetimbangan

0,2 = x²/(0,8 − x) → x² + 0,2·x − 0,16 = 0

Selesaikan persamaan kuadrat

x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,16))/2 = 0,3123 mol/L

Konsentrasi saat setimbang

[Cl₂] = x = 0,3123 mol/L

Jawaban

[Cl₂] = 0,3123 mol/L

11.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 4,111

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asam dan basa kuat terionisasi sempurna. Asam lemah hanya sebagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Larutan penyangga dari asam lemah dan basa konjugasinya mengikuti Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Kesetimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asam terionisasi.

Ka = x²/(0,2 − x) → x = 7,744 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(7,744 × 10⁻⁵) = 4,111

Jawaban

pH = 4,111

12.pH & larutan penyangga

Jawaban: pH = 5,273

Penetralan

n(HA) = 0,1 − 0,02 = 0,08 mol

n(A⁻) = 0,25 + 0,02 = 0,27 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4,745 + log(0,27/0,08) = 5,273

Jawaban

pH = 5,273

13.Kinetika reaksi

Jawaban: t = 20 min

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Jumlah yang terkonversi

C_A0·X = 0,5·0,8 = 0,4 mol/L

Waktu

t = C_A0·X/k = 0,4/0,02 = 20 min

Jawaban

t = 20 min

14.Kinetika reaksi

Jawaban: n = 3

Metode laju awal: untuk r = k·Cⁿ, membandingkan dua percobaan yang hanya berbeda pada konsentrasi awal menghilangkan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan laju untuk orde satu dan menjadikannya empat kali lipat untuk orde dua.

Rasio

r₂/r₁ = 0,54/0,02 = 27

C₂/C₁ = 0,6/0,2 = 3

Orde

n = ln(27)/ln(3) = 3

Jawaban

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry